论文部分内容阅读
[摘 要]混凝土是在施工中的一种重要材料，在很大程度上影响着施工质量。相关资料显示，不少土木工程因混凝土早期开裂，导致结构恶化。同时，混凝土材料将受天气、温度影响，很容易形成内部裂缝。在这种情况下，将降低混凝土的使用寿命。因此，有必要对混凝土的早期的性能和裂缝控制进行分析和探讨。
[关键词]混凝土；早龄期性能；裂缝控制
中图分类号：TU528.01 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0213-01
前言
混凝土因其特有的性能，在土木工程结构中得到了广泛的应用。但是混凝土结构一旦出现早期的开裂，往往会导致相应工程结构性能的衰退。混凝土材料在早龄期内部往往会产生相应的龟裂，在外部环境及荷载等因素的影响下会导致混凝土内部的裂缝形成和发展，直接会影响到混凝土的耐久性和使用寿命。
1 混凝土早龄期性能
1.1 混凝土的初期水化与电特性
混凝土在搅拌的过程中，其微观结构主要受到骨料体积、水胶比的影响。本文主要采用电阻率的办法来测试混凝土的水化程度。首先，对不同掺合料的电阻率以及水灰比进行分析，然后结合运用相关的曲线图进行对比，可以发现早龄期混凝土的强度与电阻率随着时间变化而改变。
1.2 混凝土在早龄期的收缩和徐变
混凝土的收缩往往包含多种，如塑性收缩、干燥收缩和自收缩等。在混凝土的不同龄期中，往往是多种收缩同时存在和相互影响的。混凝土早龄期的收缩是多种收缩相互综合作用产生的结构，如果在某一个龄期内进行严格的区别和划分收缩的大小是特别困难的。目前的很多研究将混凝土的收缩统一归纳为早龄期的总收缩变形。通过相关实验研究表明，造成混凝土微膨胀的主要原因如下：混凝土早期的水化放热导致了混凝土体积的膨胀；混凝土在浇注后，往往会出现泌水的情况，在密封的条件下，表面的泌水会被混凝土再次吸收，进而导致了混凝土体积的膨胀。在混凝土中掺入一定量的聚丙烯腈纤维，能够减小混凝土早龄期的收缩，同时，使用高强度的水泥，会导致混凝土后期收缩的增加。
1.3 混凝土早期力学性能与断裂性能
混凝土早期抗拉强度是混凝土早期开裂的关键因素。与普通强度混凝土相比，高强度的混凝土脆性更大。当前，很多学者在研究混凝土断裂性能中，采用数值模拟的办法。通过数值模拟的法可以看出，混凝土抗压强度与断裂韧度近似双折线。对曲线图进行观察，发现混凝土的抗压强度与临街裂缝尖端张开位移一致，因此可以作为判断混凝土强度的依据。另外，对不同混凝土裂缝开口曲线进行对比，得出的结果与试验的结果也比较接近。
2 混凝土裂縫控制对策探究
2.1 混凝土早期开裂的机理
在通常情况下，混凝土早期開裂主要是因为其早期收缩而导致的拉应力超过抗拉强度所引起的，也就是说，对混凝土开裂产生影响的主要参数就是混凝土的收缩值。利用弹性力学进行分析，可知在完全约束的混凝土当中，由收缩应变而产生的拉应力，是收缩应变和弹性模量的乘积，而抵抗收缩应变破坏的抵抗力则是抗拉强度。如果拉应力大于抗拉强度，混凝土就会开裂。但是，在实际情况下，收缩应变知识混凝土开裂的其中一个原因，还有一些诸如弹性模量、约束程度、抗拉强度以及混凝土的温度等方面的原因。在混凝土的续编作用下，如果而产生盈利松弛，混凝土的实际开裂点将会发生后移。而且，由于混凝土早期的性能实惠随着其龄期的变化而改变的，因此，各个不同因素之间也会发生相互影响。
2.2 设计优化
在设计建筑的时候，必须结合工程当地的气候情况正确选择混凝土配合比，而且还要布置适量的温度钢筋在易产生温度裂缝的地方，以此和拉应力抗衡，与此同时，选择在规定范围内厚度最小的钢筋保护层，防止由于过大厚度保护层而产生的温度裂缝；除此之外，在划分混凝土的过程中，必须利用后浇带和伸缩缝的正确设置来进行规则的分隔，同时还要根据科学设计的混凝土结构形状，扩大混凝土水化热的散热范围，进而防止加快增加其内部温度，进而分散应力，减小产生温度裂缝的可能性；而且，还要最大限度使用二次浇注的方法设计和施工混凝土，而且，在进行二次浇注的过程中为了增加混凝土抗拉能力，必须在其中添加聚丙烯纤维网或者钢筋网。
2.3 材料控制
大体积的混凝土之会有温度裂缝产生，原因在于混凝土释放大量的水化热，因此，尽可能使用水热化程度较低的水泥在大体积的混凝土当中，为了最大限度使用较少用量的水泥，还可以利用掺合料的方式，比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的选择而言，尽可能使用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料，可以有效防止混凝土产生收缩变形的现象，与此同时，也不会忽视含泥量和其它有害物质的含量的控制。而在混凝土的细骨料的选择上，就必须符合泵送的要求，尽可能使用细砂或者中砂，这样可以保证以最小的表面积和空隙率充分减少使用水泥的用量。除此之外，为了更好地增加同龄期混凝土的抗拉能力，还可以采用掺加外加剂的方式进行，有效提高了混凝土的和易性，减少水灰配比。
2.4 混凝土早龄期温度裂缝的控制
通过基于Arrhenius方程的等效龄期方法，能够比较准确的预测出混凝土的力学性能，如抗拉强度和抗压强度等，同时其力学性能在参考温度下是随着混凝土龄期的发展而变化着。通过采用等效龄期的方法，能够得到龄期和温度对其力学性能的影响规律，并且通过结合有限元分析软件，将其应用到混凝土早龄期的温度裂缝控制之中，这也是对于混凝土早龄期温度裂缝控制的一种新方法的尝试
2.5 施工控制
据相关研究表明，通过控制混凝土的配合比例和掺加聚丙烯纤维和矿物掺合料等方法，能够显著的抑制混凝土早期开裂的现象。对于混凝土早期开裂提出了具体的建议：混凝土浇筑后，要立刻进行养护，要在混凝土表面覆盖塑料布等，尽量防止水分快速流失。
结束语
混凝土在社会各类工程项目之中都起着不可替代的作用，因此其质量和强度具有十分重要的意义。由于混凝土具有早期容易发生开裂的特性，因此，对其早龄期性能的研究就显得十分的重要。针对混凝土的特点，应当采取相应的措施，对其早期开裂进行控制，才能提高其整体性能。
参考文献
[1] 胡晓鹏.早龄期混凝土结构性能时变规律研究[D].西安建筑科技大学，2014，（04）.
[2] 谭侃，徐建军.简述建筑施工中混凝土裂缝产生的原因与预防措施[J].民营科技，2015（01）.
[关键词]混凝土；早龄期性能；裂缝控制
中图分类号：TU528.01 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0213-01
前言
混凝土因其特有的性能，在土木工程结构中得到了广泛的应用。但是混凝土结构一旦出现早期的开裂，往往会导致相应工程结构性能的衰退。混凝土材料在早龄期内部往往会产生相应的龟裂，在外部环境及荷载等因素的影响下会导致混凝土内部的裂缝形成和发展，直接会影响到混凝土的耐久性和使用寿命。
1 混凝土早龄期性能
1.1 混凝土的初期水化与电特性
混凝土在搅拌的过程中，其微观结构主要受到骨料体积、水胶比的影响。本文主要采用电阻率的办法来测试混凝土的水化程度。首先，对不同掺合料的电阻率以及水灰比进行分析，然后结合运用相关的曲线图进行对比，可以发现早龄期混凝土的强度与电阻率随着时间变化而改变。
1.2 混凝土在早龄期的收缩和徐变
混凝土的收缩往往包含多种，如塑性收缩、干燥收缩和自收缩等。在混凝土的不同龄期中，往往是多种收缩同时存在和相互影响的。混凝土早龄期的收缩是多种收缩相互综合作用产生的结构，如果在某一个龄期内进行严格的区别和划分收缩的大小是特别困难的。目前的很多研究将混凝土的收缩统一归纳为早龄期的总收缩变形。通过相关实验研究表明，造成混凝土微膨胀的主要原因如下：混凝土早期的水化放热导致了混凝土体积的膨胀；混凝土在浇注后，往往会出现泌水的情况，在密封的条件下，表面的泌水会被混凝土再次吸收，进而导致了混凝土体积的膨胀。在混凝土中掺入一定量的聚丙烯腈纤维，能够减小混凝土早龄期的收缩，同时，使用高强度的水泥，会导致混凝土后期收缩的增加。
1.3 混凝土早期力学性能与断裂性能
混凝土早期抗拉强度是混凝土早期开裂的关键因素。与普通强度混凝土相比，高强度的混凝土脆性更大。当前，很多学者在研究混凝土断裂性能中，采用数值模拟的办法。通过数值模拟的法可以看出，混凝土抗压强度与断裂韧度近似双折线。对曲线图进行观察，发现混凝土的抗压强度与临街裂缝尖端张开位移一致，因此可以作为判断混凝土强度的依据。另外，对不同混凝土裂缝开口曲线进行对比，得出的结果与试验的结果也比较接近。
2 混凝土裂縫控制对策探究
2.1 混凝土早期开裂的机理
在通常情况下，混凝土早期開裂主要是因为其早期收缩而导致的拉应力超过抗拉强度所引起的，也就是说，对混凝土开裂产生影响的主要参数就是混凝土的收缩值。利用弹性力学进行分析，可知在完全约束的混凝土当中，由收缩应变而产生的拉应力，是收缩应变和弹性模量的乘积，而抵抗收缩应变破坏的抵抗力则是抗拉强度。如果拉应力大于抗拉强度，混凝土就会开裂。但是，在实际情况下，收缩应变知识混凝土开裂的其中一个原因，还有一些诸如弹性模量、约束程度、抗拉强度以及混凝土的温度等方面的原因。在混凝土的续编作用下，如果而产生盈利松弛，混凝土的实际开裂点将会发生后移。而且，由于混凝土早期的性能实惠随着其龄期的变化而改变的，因此，各个不同因素之间也会发生相互影响。
2.2 设计优化
在设计建筑的时候，必须结合工程当地的气候情况正确选择混凝土配合比，而且还要布置适量的温度钢筋在易产生温度裂缝的地方，以此和拉应力抗衡，与此同时，选择在规定范围内厚度最小的钢筋保护层，防止由于过大厚度保护层而产生的温度裂缝；除此之外，在划分混凝土的过程中，必须利用后浇带和伸缩缝的正确设置来进行规则的分隔，同时还要根据科学设计的混凝土结构形状，扩大混凝土水化热的散热范围，进而防止加快增加其内部温度，进而分散应力，减小产生温度裂缝的可能性；而且，还要最大限度使用二次浇注的方法设计和施工混凝土，而且，在进行二次浇注的过程中为了增加混凝土抗拉能力，必须在其中添加聚丙烯纤维网或者钢筋网。
2.3 材料控制
大体积的混凝土之会有温度裂缝产生，原因在于混凝土释放大量的水化热，因此，尽可能使用水热化程度较低的水泥在大体积的混凝土当中，为了最大限度使用较少用量的水泥，还可以利用掺合料的方式，比如可以添加一些粉煤灰等。就混凝土的粗骨料的选择而言，尽可能使用级配良好、强度高和粒径大的粗骨料，可以有效防止混凝土产生收缩变形的现象，与此同时，也不会忽视含泥量和其它有害物质的含量的控制。而在混凝土的细骨料的选择上，就必须符合泵送的要求，尽可能使用细砂或者中砂，这样可以保证以最小的表面积和空隙率充分减少使用水泥的用量。除此之外，为了更好地增加同龄期混凝土的抗拉能力，还可以采用掺加外加剂的方式进行，有效提高了混凝土的和易性，减少水灰配比。
2.4 混凝土早龄期温度裂缝的控制
通过基于Arrhenius方程的等效龄期方法，能够比较准确的预测出混凝土的力学性能，如抗拉强度和抗压强度等，同时其力学性能在参考温度下是随着混凝土龄期的发展而变化着。通过采用等效龄期的方法，能够得到龄期和温度对其力学性能的影响规律，并且通过结合有限元分析软件，将其应用到混凝土早龄期的温度裂缝控制之中，这也是对于混凝土早龄期温度裂缝控制的一种新方法的尝试
2.5 施工控制
据相关研究表明，通过控制混凝土的配合比例和掺加聚丙烯纤维和矿物掺合料等方法，能够显著的抑制混凝土早期开裂的现象。对于混凝土早期开裂提出了具体的建议：混凝土浇筑后，要立刻进行养护，要在混凝土表面覆盖塑料布等，尽量防止水分快速流失。
结束语
混凝土在社会各类工程项目之中都起着不可替代的作用，因此其质量和强度具有十分重要的意义。由于混凝土具有早期容易发生开裂的特性，因此，对其早龄期性能的研究就显得十分的重要。针对混凝土的特点，应当采取相应的措施，对其早期开裂进行控制，才能提高其整体性能。
参考文献
[1] 胡晓鹏.早龄期混凝土结构性能时变规律研究[D].西安建筑科技大学，2014，（04）.
[2] 谭侃，徐建军.简述建筑施工中混凝土裂缝产生的原因与预防措施[J].民营科技，2015（01）.